JVM学习笔记整理

JVM 垃圾回收的时候如何确定垃圾？知道什么是 GC Roots ?

• 什么是垃圾
  • 简单来说就是内存中已经不在被使用到的空间就是垃圾
• 要进行垃圾回收，如何判断一个对象是否可以被回收？
  • 引用计数法
  • 枚举根节点做可达性分析

为了解决引用计数法的循环引用问题，Java 使用了可达性算法。

通过一系列为GC Roots的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链，当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时，则证明该对象是不可用的。如果对象在进行可行性分析后发现没有与GC Roots相连的引用链，也不会理解死亡。它会暂时被标记上并且进行一次筛选，筛选的条件是是否与必要执行finalize()方法。如果被判定有必要执行finaliza()方法，就会进入F-Queue队列中，并有一个虚拟机自动建立的、低优先级的线程去执行它。稍后GC将对F-Queue中的对象进行第二次小规模标记。如果这时还是没有新的关联出现，那基本上就真的被回收了。

图中，对象Object6、Object7、Object8虽然互相引用，但他们的GC Roots是不可到达的，所以它们将会被判定为是可回收的对象。

哪些对象可以作为 GC Roots 的对象：

• 虚拟机栈（栈帧中的局部变量区，也叫局部变量表）中引用的对象
• 方法区中的类静态属性引用的对象
• 方法去常量引用的对象
• 本地方法栈中 JNI (Native方法)引用的对象

你说你做过 JVM 调优和参数配置，请问如果盘点查看 JVM 系统默认值？

JVM 的参数类型

• 标配参数
  • -version
  • -help
• X 参数（了解）
  • -Xint：解释执行
  • -Xcomp：第一次使用就编译成本地代码
  • -Xmixed：混合模式

• XX 参数

  • Boolean 类型：-XX：+ 或者 - 某个属性值（+ 表示开启，- 表示关闭）
    • -XX:+PrintGCDetails：打印 GC 收集细节
    • -XX:-PrintGCDetails：不打印 GC 收集细节
    • -XX:+UseSerialGC：使用了串行收集器
    • -XX:-UseSerialGC：不使用了串行收集器
  • KV 设置类型：-XX:key=value
    • -XX:MetaspaceSize=128m
    • -XX:MaxTenuringThreshold=15

jinfo命令，如何查看当前运行程序的配置

public class HelloGC {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("hello GC...");
        try {
            Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

我们可以使用 jps -l 命令，查出进程id

在使用 jinfo -flag PrintGCDetails 4780命令查看

可以看出默认是不打印 GC 收集细节

开启打印GC收集细节 -XX:+PrintGCDetails，重新运行代码

查看元空间大小: 

也可是使用jinfo -flags 8416 查看所以的参数

两个经典参数：-Xms 和 - Xmx（如 -Xms1024m）

• -Xms 等价于 -XX:InitialHeapSize
• -Xmx 等价于 -XX:MaxHeapSize

盘点家底查看 JVM 默认值

• 查看初始默认值：-XX:+PrintFlagsInitial
  

• 查看修改更新的值：-XX:+PrintFlagsFinal
  
  = 与 := 的区别是，=是默认，:= 是人为修改或者 jvm 加载时改变的参数。
  java -XX:+PrintFlagsFinal -version，加-version打印出jdk，jvm版本
  运行时修改参数：假如要运行一个程序Hello.java，并且在本次运行中修改栈的大小为128k，命令java -XX:+PrintFlagsFinal -Xss128k Hello

• 打印命令行参数(可以看默认垃圾回收器)：-XX:+PrintCommandLineFlags
  

你平时工作用过的 JVM 常用的基本配置参数有哪些？ 

public class HelloGC {
    public static void main(String[] args)  throws Exception{
      /* long totalMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory();
       long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory();
       System.out.println("TOTAL_MEMORY(-Xms)="+totalMemory+"(字节)"+(totalMemory/(double)1024/1024)+"MB");
       System.out.println("MAX_MEMORY(-Xmx)="+maxMemory+"(字节)"+(maxMemory/(double)1024/1024)+"MB");*/
        System.out.println("Hello GC");
        Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);
    }
}

 配置运行参数：

-Xms128m -Xmx4096m -Xss1024k -XX:MetaspaceSize=512m -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+PrintGCDetails -XX:+UseSerialGC 

配参数后控制台打印： 

 -XX:InitialHeapSize=134217728
-XX:MaxHeapSize=4294967296
-XX:MetaspaceSize=536870912
-XX:+PrintCommandLineFlags
-XX:+PrintGCDetails
-XX:ThreadStackSize=1024
-XX:+UseCompressedClassPointers
-XX:+UseCompressedOops
-XX:-UseLargePagesIndividualAllocation
-XX:+UseSerialGC 
Hello GC

• -Xms
  • 堆初始内存大小，默认为物理内存 1/64
  • 等价于 -XX:InitialHeapSize
• -Xmx
  • 堆最大分配内存，默认为物理内存的 1/4
  • 等价于 -XX:MaxHeapSize
• -Xss
  • 设置单个线程栈的大小，一般默认为 512-1024k
  • 等价于 -XX:ThreadStackSize
• -Xmn
  • 设置年轻代的大小
  • 整个JVM内存大小=年轻代大小 + 年老代大小 + 持久代大小，持久代一般固定大小为64m，所以增大年轻代后，将会减小年老代大小。此值对系统性能影响较大，Sun官方推荐配置为整个堆的3/8。
• -XX:MetaspaceSize
  • 设置元空间大小（元空间的本质和永久代类似，都是对 JVM 规范中的方法区的实现，不过元空间于永久代之间最大区别在于，元空间并不在虚拟中，而是使用本地内存，因此默认情况下，元空间的大小仅受本地内存限制）
  • 元空间默认比较小，我们可以调大一点

• -XX:+PrintGCDetails

  • 输出详细 GC 收集日志信息

    • 设置 JVM 参数为： -Xms10m -Xmx10m -XX:+PrintGCDetails

    • 代码

      public class HelloGC {
          public static void main(String[] args)  throws Exception{   
              //new 大对象
              byte[] byteArray =new byte[30*1024*1024]; 
              System.out.println("Hello GC");       
          }
      }

    • 打印结果
      

  • MinorGC/YoungGC

  • FullGC
    
     
• -XX:SurvivorRatio
  • 设置新生代中 eden 和 S0/S1 空间比例
  • 默认 -XX:SurvivorRatio=8，Eden : S0 : S1 = 8 : 1 : 1
• -XX:NewRatio
  • 配置年轻代和老年代在堆结构的占比
  • 默认 -XX:NewRatio=2 新生代占1，老年代占2，年轻代占整个堆的 1/3
• -XX:MaxTenuringThreshold
  • 设置垃圾最大年龄(对象在新生代熬过多少次Minor GC进到老年代)

强引用、软引用、弱引用和虚引用分别是什么？

在Java语言中，除了基本数据类型外，其他的都是指向各类对象的对象引用；Java中根据其生命周期的长短，将引用分为4类。

• 强引用

特点：我们平常典型编码Object obj = new Object()中的obj就是强引用。通过关键字new创建的对象所关联的引用就是强引用。 当JVM内存空间不足，JVM宁愿抛出OutOfMemoryError运行时错误（OOM），使程序异常终止，也不会靠随意回收具有强引用的“存活”对象来解决内存不足的问题。对于一个普通的对象，如果没有其他的引用关系，只要超过了引用的作用域或者显式地将相应（强）引用赋值为 null，就是可以被垃圾收集的了，具体回收时机还是要看垃圾收集策略。 

public class StrongRefrenceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Object o1=new Object();
        Object o2=o1;
        o1=null;
        System.gc();
        System.out.println(o2);//java.lang.Object@3e3abc88
    }
}

• 软引用

特点：软引用通过SoftReference类实现。 软引用的生命周期比强引用短一些。只有当 JVM 认为内存不足时，才会去试图回收软引用指向的对象：即JVM 会确保在抛出 OutOfMemoryError 之前，清理软引用指向的对象。软引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果软引用所引用的对象被垃圾回收器回收，Java虚拟机就会把这个软引用加入到与之关联的引用队列中。后续，我们可以调用ReferenceQueue的poll()方法来检查是否有它所关心的对象被回收。如果队列为空，将返回一个null,否则该方法返回队列中前面的一个Reference对象。

应用场景：软引用通常用来实现内存敏感的缓存。如果还有空闲内存，就可以暂时保留缓存，当内存不足时清理掉，这样就保证了使用缓存的同时，不会耗尽内存。

代码验证

/**
 * 软引用：内存够用时保留，不够用回收
 */
public class SoftReferenceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Object obj = new Object();
        SoftReference